IP network to tak naprawdę kluczowa część sieci szkieletowej. Pisałem już o niej wcześniej, jednak miałem poczucie, że czegoś w tamtym tekście brakowało. Dlatego postanowiłem przysiąść do tego tematu jeszcze raz, bardziej szczegółowo, zaczynając od ROADM, o którym pisałem ostatnim razem. A teraz skupimy się na sieci IP.
Co oznacza IP i jak działa Internet?
Zaczniemy jednak od teorii: jak działa internet? I choć brzmi to jak pytanie z kategorii „o życie, wszechświat i całą resztę”, to jednak odpowiedź jest dużo łatwiejsza. Internet działa dzięki protokołom, czyli zdefiniowanym zestawom zasad komunikacji między urządzeniami, znajdującymi się w sieci. W przypadku światowej sieci ten protokół funkcjonuje pod znanym wszystkim skrótem IP, czyli Internet Protocol i występuje w dwóch wersjach – IPv4 i IPv6. I tutaj na moment odejdźmy od tematu samych protokołów, ale obiecuję za moment do niego wrócimy.
Teraz już wiemy, dlaczego dzisiejszy tekst będzie o IP network. Tak mniej więcej wygląda struktura całej sieci operatorskiej, z zaznaczoną w niej siecią IP.
Kilka słów wyjaśnienia. Globalny Internet, to wszystko to, co znajduje się poza Polską, do czego mamy dostęp przez łącza międzynarodowe. Pole „Local Aggregation&Access” to wszystkie te elementy o których pisałem w innych tekstach o sieci, wtedy opisywałem jak działa DSL czy światłowód. To co widzimy po prawej stronie wykresu – pole „Content: Cashing/Hosting” to zasoby internetu, które znajdują się w Polsce – nasze krajowe serwery. Warto jednak pamiętać o dość istotnej rzeczy – w danym momencie możemy być jednocześnie użytkownikiem końcowym i serwerem, na przykład wtedy, gdy jakaś strona stoi na naszym serwerze domowym.
Na wykresie są jeszcze linie prowadzące w dół, do kolorowego okręgu opisanego jako DWDM. Skrót ten oznacza Dense Wavelength Division Multiplexing, czyli „gęste zwielokrotnienie falowe”. To dokładnie ten element sieci, o którym pisałem ostatnio, czyli ROAMD.
Adres IP, adresowanie i DNS
Teraz, gdy już wiemy mniej więcej o czym mowa wróćmy do tematu IP. Moim zdaniem, z perspektywy osób, które nie zajmują się zawodowo siecią szkieletową, kluczowe są: adresacja IP i routing. Pierwsze z tych sformułowań oznacza możliwość jednoznacznej identyfikacji każdego elementu sieciowego w tym komputerów podłączonych do sieci oraz serwerów dostawców treści. Wszystko to dzięki adresom IP, czyli długiemu ciągowi cyferek, które zna większość użytkowników Internetu. W przypadku IPv4 adres zakodowany jest kodem 32 bitowym, natomiast w IPv6 – 128 bitowym. Adresy te działają na takiej samej zasadzie jak zwykłe adresy – każda paczka danych jest oznaczona parą adresów – nadawcy lub odbiorcy. I właśnie na ich podstawie pakiet może być prawidłowo przesyłany przez kolejne elementy sieci, jak choćby routery i modemy. Aby uniknąć konieczności żmudnego zapamiętywania adresów IP, twórcy Internetu wynaleźli sprytny sposób translacji tych adresów na tzw. nazwy domenowe czyli tekstowe nazwy stron czy serwerów, z którymi chcemy się połączyć. Taki system nazywa się DNS (Domain Name System) i na pewno zasługuje na dedykowany artykuł dlatego w tym miejscu nie będziemy się w niego zagłębiać.
Routery i routing
Drugą kwestią jest routing, czyli proces wyboru najlepszej ścieżki dla przesyłanych pakietów danych w ramach sieci IP. Router to urządzenie, które w ramach sieci pełni rolę węzła komunikacyjnego, takiego jak choćby na autostradzie. A nawet czegoś więcej. Wyobraźcie sobie węzeł, który mając przepustowość tego autostradowego, potrafi skierować samochody na najmniej „obleganą” autostradę i to jeszcze biegnącą we właściwym kierunku.
Jak się domyślacie routery, o których mówimy nieco różnią się od tych, które stoją w naszych domach. To wielkie szafy, ważące nawet kilkaset kilogramów, które zlokalizowane w głównych lokalizacjach/serwerowniach dostawcy Internetu tworzą sieć połączeń z innymi routerami bazując na interfejsach (łączach) o przepływnościach aktualnie do 100Gb/s.
Taki router działa na trzech „poziomach”. Pierwszy to „control plane”, czyli cały zestaw rozwiązań, które pozwalają na komunikację między routerami i budowę mapy najlepszych dróg między urządzeniami końcowymi (czyli adresami IP). Na jej podstawie router wie, w którym kierunku (czyli, na które łącze) najlepiej przesłać otrzymany pakiet danych. Poniżej bardzo prosty rysunek pokazujący jak to wszystko działa.
Często, w celu poprawy szybkości i niezawodności przesyłania danych oprócz protokołów IP stosuje się także protokoły MPLS (Multiprotocol Label Switching) i tunelowanie ruchu w tzw. ścieżkach LSP (Label Switched Path).
Drugim z poziomów jest „data plane”, czyli matryca przełączająca między interfejsami w ramach routera. Trzymając się drogowych porównań to system świateł, na bardzo, bardzo szerokiej drodze. Tak szerokiej, że wracając, do telekomunikacji pozwala na przekazywanie pakietów z prędkościami rzędu Tb/s.
Takie routery zlokalizowane są w większości miast wojewódzkich i zbierając dane z całego regionu przesyłają je między sobą. Routery połączone są między sobą światłowodami pozwalającymi na przesyłanie danych z prędkością setek Gb/s
Kolejne teksty w ramach sieci są w trakcie przygotowania, pozostajemy w kontakcie ;-). Jeżeli macie pomysły na teksty i pytania (o temacie LTE-A pamiętam) komentujcie. Polecam też słownik pojęć związanych z siecią.
